電弧熔爐生產電熔氧(yang)化鎂(mei)的工藝流(liu)程(cheng)主(zhu)要包括：原料配料、電弧熔融、破碎(sui)、選別(bie)、粉碎(sui)、篩別(bie)、磁(ci)選、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的優質菱鎂(mei)(mei)礦石，氧(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)高，又易(yi)于開采(cai)，因(yin)此(ci)，被(bei)廣泛(fan)用作電(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)(mei)的原料。采(cai)用菱鎂(mei)(mei)石作原料，碳酸鎂(mei)(mei)分解產(chan)生CO2氣(qi)體(ti)，由(you)于有大量(liang)氣(qi)體(ti)從爐內排出影響著電(dian)熔過(guo)程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔氧化鎂(mei)(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利影響(xiang)，由于大量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也惡化了車(che)間生產(chan)環境(jing)。但由于優質菱(ling)鎂(mei)(mei)礦石容易獲得，價格很低廉，所以，仍是我國電熔氧化鎂(mei)(mei)用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱鎂礦。菱鎂礦石中(zhong)氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)(de)含量(liang)高低和(he)(he)化學成(cheng)分直接影響到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)，同時在電(dian)熔過(guo)程中(zhong)也直接影響到(dao)(dao)電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂得到(dao)(dao)的(de)(de)(de)品(pin)級比例，因(yin)此，為了保證電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)和(he)(he)品(pin)級比例，必須對各種礦石進行適(shi)當的(de)(de)(de)配(pei)比后進行熔煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)石。我國的(de)遼(liao)寧省水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)礦(kuang)源(yuan)非(fei)常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)石中氧化鎂(mei)含量高于菱(ling)鎂(mei)礦(kuang)石。它(ta)也是一種制(zhi)造電熔(rong)凝(ning)氧化鎂(mei)的(de)原(yuan)料，部分(fen)地區水(shui)(shui)鎂(mei)石的(de)化學成分(fen)見表2。

表(biao)2水鎂石的化學(xue)成分/%

③輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂。以輕(qing)燒氧(yang)化(hua)鎂作為電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂原料，可以使生產環(huan)境得到(dao)改善，可以降低(di)運輸費用(yong)。由于電(dian)熔時排出氣(qi)體少，成分也較均(jun)勻，對提高電(dian)熔氧(yang)化(hua)鎂質量(liang)有利。

我國有一(yi)些電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)熔。輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)含量(liang)達到98%，以(yi)此料(liao)能生(sheng)產(chan)出白色大結晶(jing)電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)。但(dan)由于(yu)成球(qiu)費用高，影響生(sheng)產(chan)成本(ben)(ben)。目(mu)前，有的廠家采(cai)用反(fan)射爐輕燒氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)，以(yi)一(yi)定的粒度加(jia)入(ru)熔爐電(dian)熔，電(dian)熔氧(yang)(yang)化鎂(mei)(mei)的質量(liang)比用菱鎂(mei)(mei)礦(kuang)石好，成本(ben)(ben)又比用球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因(yin)而得到了一(yi)定的推廣。

④燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)。為了某些電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)特殊要求(qiu)，有時必(bi)須在電熔過程中采(cai)用(yong)(yong)(yong)燒(shao)(shao)結鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電熔原料(liao)，如采(cai)用(yong)(yong)(yong)海水鎂(mei)(mei)砂(sha)作(zuo)為電熔原料(liao)，一(yi)般首(shou)先(xian)利用(yong)(yong)(yong)處理(li)海水和(he)石灰乳作(zuo)用(yong)(yong)(yong)生產(chan)氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，將氫(qing)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)煅燒(shao)(shao)成(cheng)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。用(yong)(yong)(yong)其他方(fang)法也可(ke)(ke)以制(zhi)得(de)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)(詳見(jian)工業氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)制(zhi)取方(fang)法)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)輕(qing)(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)作(zuo)為原料(liao)生產(chan)電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。奧絲脫(AusT)和(he)拉特爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少量(liang)的(de)雜質(zhi)氣體(相(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體的(de)雜質(zhi)，可(ke)(ke)明顯影響晶(jing)(jing)粒的(de)長大。因為雜質(zhi)相(xiang)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)在于增加晶(jing)(jing)界(jie)運動所需的(de)能量(liang)。當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體能量(liang)降低，其降低量(liang)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面積(ji)成(cheng)正(zheng)比(bi)，所以必(bi)須提高(gao)晶(jing)(jing)界(jie)能，晶(jing)(jing)界(jie)才(cai)能離開第(di)二(er)(er)相(xiang)繼續運動。并且當晶(jing)(jing)界(jie)與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)相(xiang)遇時，與(yu)第(di)二(er)(er)相(xiang)橫截(jie)面積(ji)相(xiang)等(deng)的(de)晶(jing)(jing)界(jie)必(bi)須變(bian)形(xing)，第(di)二(er)(er)相(xiang)數量(liang)愈(yu)多，晶(jing)(jing)粒長大的(de)極限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方(fang)面(mian)為了降低電熔(rong)凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的顯氣孔率，也應盡量減少原料氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)的氣體排(pai)出，因此(ci)，采用燒(shao)結鎂(mei)(mei)(mei)砂電熔(rong)有其顯著優(you)點(dian)。

⑤電熔氧化(hua)鎂單晶(jing)的(de)化(hua)學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特(te)性是同原子(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)的(de)(de)量子(zi)(zi)力(li)學(xue)本性如離子(zi)(zi)半(ban)徑的(de)(de)尺寸，離子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)位數值，離子(zi)(zi)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)外層結構等相(xiang)關(guan)聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)離子(zi)(zi)尺寸、質量和(he)電(dian)荷(he)、陽離子(zi)(zi)和(he)陰離子(zi)(zi)之間的(de)(de)結合(he)特(te)性和(he)強度、離子(zi)(zi)的(de)(de)極化(hua)作用(yong)、結晶構造(zao)等決定它是一高(gao)熔點化(hua)合(he)物。

氧化鎂的熔(rong)點和結(jie)(jie)構參(can)數(shu)：陽離子半徑(jing)0.074mm;陰離子半徑(jing)0.53mm;結(jie)(jie)構類(lei)型NaCl;配(pei)位數(shu)6;有效(xiao)配(pei)位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電熔(rong)(rong)凝氧化(hua)(hua)(hua)鎂制造的(de)最重要過程是由各種鎂質原料(liao)，通過各種形式的(de)加熱方(fang)法產生(sheng)高溫使鎂質材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)體(ti)。要使氧化(hua)(hua)(hua)鎂熔(rong)(rong)融，必須消(xiao)耗(hao)大量(liang)的(de)熱能，以克服離(li)子間的(de)引力。通過強大電弧產生(sheng)高溫而(er)熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)氧化(hua)(hua)(hua)鎂的(de)方(fang)法叫做電弧熔(rong)(rong)融法。這(zhe)個融化(hua)(hua)(hua)過程一(yi)(yi)般包(bao)括熱的(de)傳(chuan)導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)化(hua)(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大等一(yi)(yi)系(xi)列物理化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)的(de)過程。

①脫(tuo)水過(guo)程。用水鎂石(shi)作原(yuan)料有(you)一脫(tuo)水過(guo)程。水鎂石(shi)的主要(yao)成分是氫氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水過(guo)程是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳過(guo)(guo)程。用菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦作為原料時有一個(ge)脫(tuo)碳過(guo)(guo)程，脫(tuo)碳過(guo)(guo)程包(bao)括兩個(ge)方面。一方面是菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)的(de)熱(re)分(fen)解(jie)，菱(ling)(ling)鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)的(de)主要(yao)成(cheng)分(fen)是碳酸鎂(mei)(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在(zai)(zai)(zai)(zai)電(dian)熔過(guo)程中(zhong)往往在(zai)(zai)(zai)(zai)原料氧化鎂(mei)中(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉(fen)末添加物(wu)(助劑(ji))，在(zai)(zai)(zai)(zai)電(dian)熔爐起動過(guo)程中(zhong)需在(zai)(zai)(zai)(zai)三(san)電(dian)極(石(shi)墨(mo)電(dian)極)的下(xia)端用(yong)石(shi)墨(mo)粉(fen)末鋪成三(san)角形(xing)或(huo)星(xing)形(xing)導(dao)線(xian)路(lu)，在(zai)(zai)(zai)(zai)通(tong)電(dian)過(guo)程中(zhong)受熱(re)燒損或(huo)完全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)。熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)過程(cheng)即氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和氧(yang)離子在強(qiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧產生(sheng)的(de)熱(re)(re)能(neng)作用下(xia)(xia)，克服單(dan)晶(jing)體中(zhong)的(de)晶(jing)格能(neng)的(de)束縛，變成(cheng)能(neng)自由運(yun)動的(de)過程(cheng)。也就(jiu)是說(shuo)，氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定(ding)溫度(熔(rong)(rong)(rong)(rong)點(dian))就(jiu)會由固體變成(cheng)液體，叫(jiao)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)(hua)。在這一過程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量(liang)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)。據電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產者對用水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)產電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)熱(re)(re)平衡的(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)比(bi)例如下(xia)(xia)：氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣(zha)皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼(ke)的(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣帶(dai)走熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)損失值(zhi)3.2%，從(cong)這些統計數據可以看出，在電(dian)(dian)(dian)(dian)熔(rong)(rong)(rong)(rong)